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単純な有機分子を触媒とする可視光ペルフルオロアルキル化反応の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05472
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

矢島 知子  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (10302994)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード可視光反応 / 有機触媒 / ペルフルオロアルキル化 / ラジカル反応 / 含フッ素化合物
研究開始時の研究の概要

フッ素を含む化合物は、医農薬品や材料として私たちの生活に欠かせない化合物ですが、天然に存在する有機フッ素化合物の例は極めて少なく、私たち人間の手で作り出さなければなりません。このようなフッ素を含む化合物を、可視光を用いた環境負荷の小さな方法で合成する手法の開発を目指します。また、この反応の詳細を明らかにすることにより、フッ素を含まない化合物を含む新たな有機化合物の合成法の開発につながると考えています。

研究成果の概要

本研究では、安全で安価な有機物を触媒として、我々の生活ににおいて医農薬品、機能性材料として欠かせないフルオロアルキル基を有する化合物を合成することを可能とした。有機色素を触媒とする反応では、これまでに前例の少ない電子不足オレフィンへの、水素とペルフルオロアルキル基、水酸基とペルフルオロアルキル基の導入を可能にした。また、アミンとアルデヒドから調整したエナミンを用いた反応では酸素分子を酸素源とする水酸基とペルフルオロアルキル基の導入を見出した。アミン自体を触媒とする反応についても検討を行い、ペルフルオロアルキル基の導入が可能であることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究成果として、安全な試薬を利用し、エネルギー消費の少ない可視光照射により進行するサステイナブルな含フッ素化合物の合成法を見出すことができた。今回、有機色素、エナミン、アミンをそれぞれ触媒とする反応を検討し、これまでに前例の少ない電子不足オレフィンへの反応を可能とし、様々な新規含フッ素化合物の合成した。このような含フッ素化合物の合成法の開発は、医農薬品原料、5G時代を支える低誘電性材料の提供につながる結果である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Radical cyclization reaction of iodine containing fluoroolefines2021

    • 著者名/発表者名
      Yu Ofuji, Tadashi Kanbara, Tomoko Yajima
    • 雑誌名

      J. Fluor. Chem.

      巻: 247 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2021.109805

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of perfluoroalkylene oligo(ethylene glycol) alternative polymer via photoinduced polyaddition2020

    • 著者名/発表者名
      Shinmen Manami、Sasahara Kana、Nakamura Saki、Kanbara Tadashi、Yajima Tomoko
    • 雑誌名

      Journal of Fluorine Chemistry

      巻: 229 ページ: 109417-109417

    • DOI

      10.1016/j.jfluchem.2019.109417

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visible Light-Induced Radical Iodoperfluoroalkylation of Unactivated Olefins Cooperatively Catalyzed by Enamines and Amines2020

    • 著者名/発表者名
      Yajima Tomoko、Murase Mao、Ofuji Yu
    • 雑誌名

      European Journal of Organic Chemistry

      巻: - 号: 25 ページ: 3808-3811

    • DOI

      10.1002/ejoc.201901896

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoinduced iodoperfluoroalkylation ann its application to polymerization2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yajima
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visible light- induced perfluoroalkylation using organocatalyst2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yajima
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] エオシン Y を用いたスチレン類に対するペルフルオロアルキル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      柴田桜子・神原將・矢島 知子
    • 学会等名
      第45回有機電子移動化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アミンを触媒としたヨウ化ペルフルオロアルキルからの可視光ラジカル重合2021

    • 著者名/発表者名
      荒瀬 瑞月・田中 美邑・神原 將・矢島 知子
    • 学会等名
      第10回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヨウ化ペルフルオロアルキルを開始剤休眠種とする光制御ラジカル重合2021

    • 著者名/発表者名
      荒瀬 瑞月・田中 美邑・神原 將・矢島 知子
    • 学会等名
      第24回ヨウ素学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 可視光ラジカル反応を用いた逐次-連鎖ワンポット重合による含フッ素ポリマーの合成2021

    • 著者名/発表者名
      荒瀬 瑞月・田中 美邑・神原 將・矢島 知子
    • 学会等名
      第70回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エオシン Y を用いたスチレン類に対するペルフルオ ロアルキル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      柴田桜子・神原將・矢島 知子
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エナミンを経由するアルデヒドに対する光α-ペルフルオロアルケニル化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柘植亮子・松井春奈・神原將・矢島 知子
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エナミンを有機触媒とした電子不足オレフィン類への可視光ヒドロキシペルフルオロアルキル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      田上湖都、大藤柚、神原將、矢島知子
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エナミンを経由するアルデヒドに対する可視光α-ペルフルオロアルケニル化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柘植亮子・松井春奈・神原將・矢島知子
    • 学会等名
      第44回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エナミンを有機光触媒とした共役オレフィン類に対するヒドロキシペルフルオロアルキル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      田上湖都、大藤柚、神原將、矢島知子
    • 学会等名
      第44回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エオシンYを用いたスチレン類に対するペルフルオロアルキル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      柴田 桜子、神原 將、矢島 知子
    • 学会等名
      第44回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 有機触媒を用いたスチレン類に対する可視光ペルフルオロアルキル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      柴田 桜子、大藤 柚、神原 將、矢島 知子
    • 学会等名
      第119回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 有機触媒を用いた電子不足オレフィンに対する可視光ヒドロキシ-ペルフルオロアルキル化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      田上湖都・大藤柚・神原將・矢島知子
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エナミンを経由するカルボニルα位に対する可視光α-ペルフルオロアルケニル化反応2021

    • 著者名/発表者名
      柘植亮子・松井春奈・神原將・矢島知子
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Visible-light Induced Hydroxyperfluoroalkylation of Styrenes in the presence of Amine and Aldehyde2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Ofuji, Tomoko Yajima
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Organic Reactions
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エオシンY‐2Naを用いた電子不足アルケンに対するヒドロ-ペルフルオロアルキル化反応の開発2020

    • 著者名/発表者名
      柴田桜子・重永皐月・矢島知子
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] エナミンを有機触媒とした共役オレフィン類への可視光ヒドロキシペルフルオロアルキル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      大藤柚・矢島知子
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] エオシンYを用いた電子不足アルケンに対するヒドロ-ペルフルオロアルキル化反応の開発2020

    • 著者名/発表者名
      柴田桜子、重永皐月、矢島知子
    • 学会等名
      第43回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨウ化ペルフルオロアルキルを開始剤休眠種とする光制御ラジカル重合法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      荒瀬瑞月、田中美邑、神原將、矢島知子
    • 学会等名
      第43回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 共役オレフィン類への光ペルフルオロアルキル化反応の開発2020

    • 著者名/発表者名
      大藤柚・矢島知子
    • 学会等名
      第43回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] エオシンYを用いたスチレン類に対するヒドロキシペルフルオロアルキル化反応2020

    • 著者名/発表者名
      柴田桜子、中山萌黄、矢島知子
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨウ化ペルフルオロアルキルを開始剤休眠種とする光制御ラジカル重合法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      荒瀬瑞月、田中美邑、神原將、矢島知子
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] パーフロロアルキル基の導入反応の開発とその自己集合性2019

    • 著者名/発表者名
      矢島知子
    • 学会等名
      第23回液晶化学研究会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラジカル環化反応による含フッ素環状エーテルの合成2019

    • 著者名/発表者名
      大藤 柚, 神原 將, 矢島 知子
    • 学会等名
      第8回JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気化学会有機電子移動化学研究会2019

    • 著者名/発表者名
      簡単?光をあてればフッ素が入る。
    • 学会等名
      第15回有機電子移動化学若手の会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単純なアミンを有機触媒とするオレフィン類への可視光ペルフルオロアルキル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      田中美邑、神原將、矢島知子
    • 学会等名
      CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 単純なアミンを用いた可視光ペルフルオロアルキル化反応の開発とラジカル重合反応への展開2019

    • 著者名/発表者名
      田中美邑、神原將、矢島知子
    • 学会等名
      第42回フッ素化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 含フッ素化合物の製造方法2021

    • 発明者名
      矢島知子、中山萌黄、香川巧
    • 権利者名
      矢島知子、中山萌黄、香川巧
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-007777
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 含フッ素化合物の製造方法2021

    • 発明者名
      矢島知子、大藤柚、香川巧
    • 権利者名
      矢島知子、大藤柚、香川巧
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-014685
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 含フッ素化合物の製造方法2020

    • 発明者名
      矢島知子、大藤柚、香川巧
    • 権利者名
      矢島知子、大藤柚、香川巧
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-030373
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 含フッ素化合物の製造方法2020

    • 発明者名
      矢島知子、中山萌黄、香川巧
    • 権利者名
      矢島知子、中山萌黄、香川巧
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-009026
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-12-25  

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